煤层瓦斯含量测定技术及装备研究进展

瓦斯含量是煤与瓦斯突出危险预测、煤层瓦斯资源量估算、矿井瓦斯治理工程设计的重要参数。围绕如何在大区域准确快速测定煤层瓦斯含量,依托国家科技重大专项、国家自然科学基金和煤炭企业联合基金等项目科技攻关,在取样、测试方面取得了一定进展。主要表现在如下4个方面:①煤层瓦斯含量测定取样经历了孔口接样、岩心管定点取样、压力引射定点取样和密闭取样4个阶段,密闭取样装备保压能力达到11.5 MPa,煤心直径达到38 mm;②针对不同煤层地质条件,发展形成了顺煤层定向长钻孔密闭取样、底板穿层钻孔密闭取样和顶(底)板梳状定向长钻孔密闭取样3种取样技术;③在河南焦作和山西晋城矿区硬煤层中,顺层定向长钻孔取样深度达到516 m,密闭取样法测得煤层瓦斯含量较常规取样法分别平均提高了0.44倍和1.04倍。在安徽淮南矿区碎软煤层中,穿层钻孔密闭取样深度达到209 m,测得煤层瓦斯含量较常规取样法平均提高了0.26倍;在安徽淮北矿区碎软煤层中,顶(底)板梳状钻孔密闭取样深度达到484 m,测得煤层瓦斯含量较常规取样法平均提高了0.19倍,密闭取样法在煤层瓦斯含量测定精度、探测范围上优于常规取样法;④在瓦斯含量测试方面,除了传统解吸法测试,发展了系列煤矿井下瓦斯含量快速测试装备,可实现最快30 min内测得煤层瓦斯含量,一般用于百米孔内的瓦斯含量测试。提出了煤层瓦斯含量测定密闭取样装备需向小型化、轻量化的方向发展,并能实现随钻密闭取样。在测试上,应根据实际情况确定合理的解吸终止限,并将测试装备和密闭取样装备进一步结合,以实现深孔瓦斯含量快速准确测定。密闭取样技术已成为煤层瓦斯含量大区域精准勘查、预测的主要手段,是煤炭安全高效开采的重要技术保障。

昆虫冷驯化及机制研究进展

昆虫冷驯化技术可以显著提高其耐寒力,综述了昆虫冷驯化的方法及耐寒性评估的生物学指标,分析影响冷驯化效果的生物因素(昆虫发育阶段、性别、滞育)和非生物因素(温度、光周期、湿度等),明确了冷驯化对昆虫在生长发育、生殖力及子代发育等方面的影响,并进一步从抗寒蛋白、代谢调节等层面探讨了冷驯化提高昆虫耐寒性的机制。以期为昆虫冷驯化及冷藏保存技术的深入研究提供参考,以促进天敌利用及害虫防治。

基于ADAMS的非独立后悬架定位参数仿真与优化

为了解决前束角变化规律不合理,以及主销后倾角等变动范围较大的问题,文章应用ADAMS软件建立了某款运动型多用途汽车(SUV)的非独立后悬架ADAMS/Car模型,实验过程中对双轮实施同向跳动,分析后悬架定位参数的变化因素。运用ADAMS/Insight模块进行硬点坐标优化,设计变量选取9个对悬架参数影响最大的因子(悬架的上、下控制臂前点坐标值和横向推力杆外端坐标值),优化目标选取车轮前束角、主销后倾角等5个悬架参数,对设计变量进行灵敏度分析,得到硬点坐标优化值。优化后的非独立后悬架性能在一定程度上得到改善,进一步提高了产品质量,在工程上对非独立后悬架的优化设计具有一定的参考意义。

AgCuTi合金钎料粉末的制备及性能

采用熔炼雾化法制备了不同组分的AgCuTi钎料粉末,对粉末的氧含量、熔点、微观组织及硬度进行了测试与表征,并基于数理统计中的二次多项式回归方法和交互作用关系,利用JMP软件建立了各元素含量对AgCuTi合金钎料熔点影响的数学模型,通过回归拟合定量描述了各元素含量与熔点的变化关系。结果表明,Ti含量是影响AgCuTi活性钎料粉末熔点及硬度的最显著因素,当Ti含量为2%~4.6%时,钎料熔点随着Ti含量的增加而升高,熔点最低为780℃左右,最高为812℃左右,AgCuTi钎料硬度也随着Ti含量的增加而增大,从122.79 HV增大到248.82 HV,增大了126.03 HV。本研究计算模型精度较高,可预测不同组分含量AgCuTi合金钎料的熔点,研究结果可为Ag-Cu-Ti体系合金钎料的选材应用提供参考。

自制复合细化剂对废杂黄铜制备铜锭组织性能的影响

主要研究自主开发的JT-1复合细化剂对于废杂黄铜熔炼组织性能的影响,重点分析废杂黄铜熔炼过程的JT-1复合细化剂在解决细化中毒问题的机理,同时探究了JT-1复合细化剂使用量的变化对于晶粒细化、消除枝晶、均匀化组织以及改善熔体流动性的影响。研究结果表明,JT-1复合细化剂加入质量分数在0.03%~0.04%,可以构建多重细化环境,废杂黄铜熔炼熔体凝固结晶晶粒度由100μm以上降低到35μm,同时熔体流动性也得到明显改善,铸锭抛光硬质点也在2个以内达到一级以上的标准,完成满足废杂黄铜生产环保卫浴铜锭产品质量要求。

基于NCGA的悬架硬点多目标优化

为了有效且快速地选择悬架硬点坐标参数,以便提高车辆的操纵稳定性,文章采用响应面法和邻域培植遗传算法(NCGA)对某悬架系统进行了优化设计。首先构建了某微车麦弗逊悬架系统的动力学仿真模型,并对其悬架硬点坐标进行灵敏度分析,以便找出灵敏度较高的坐标参数;然后,根据响应面方法建立了定位参数与所选坐标参数之间的近似数学模型,并对此模型进行了精度验证,将定位参数进行合理分组并采用直接加权法建立统一目标函数;最后结合NCGA对所建立的目标函数进行了优化设计。结果表明,优化后各定位参数变化量均有不同程度的减小,从而进一步提高了车辆行驶时的操纵稳定性,验证了所采用的方法具有一定的有效性。

热处理温度对12Cr1MoVG焊缝硬度的影响

为研究焊后热处理温度与12Cr1MoVG焊缝硬度之间的关系,对12Cr1MoVG焊缝在640~760℃区间7个不同温度下保温1h,发现焊缝对焊后热处理温度敏感,并且有二次硬化作用,出现硬度反升现象,硬度峰值出现在660℃热处理后。当热处理温度达到740℃,焊缝硬度降至焊态时的硬度值。热处理温度高于720℃,焊缝硬度值低于270 HBW,已经满足标准考核要求。推荐12Cr1MoVG构件焊后热处理温度须高于720℃,但不得超过材料的相变点AC_(1)温度。

多层建筑结构抗震缺陷分析

我国强震多发、震灾严重,小震致灾、大震巨灾的状况时有发生,而多层建筑倒塌则是造成人员伤亡的主要因素。针对这些问题,基于2008年汶川8.0级地震以来川滇地区发生的十余次6.0级以上地震震害调查资料,对比了“破坏”与“未破坏”建筑的结构形式、建筑平立面布置、抗侧力构件分布及结构体系,剖析了建筑结构震害特点,总结了房屋破坏、倒塌的原因。认为在强地震中,建筑结构发生破坏及倒塌是因为其自身存在“散”“脆”“偏”“单”等抗震缺陷,其中“偏”的缺陷更为普遍。通过试验研究发现,墙体的约束使结构同层各抗侧力构件的力学性能相差巨大,即硬脆构件和弱延构件同层并存,这有别于传统抗震设计理论将同层所有构件同等对待的情况。

摩托车多连杆后悬架硬点的多目标优化

针对摩托车在行驶过程中的俯仰振动和垂向振动问题,提出了一种基于多连杆后悬架系统硬点坐标的优化方案,通过优化原型车上后悬架系统的关键硬点,提高摩托车的行驶平顺性;建立摩托车整车模型,通过路试试验验证了仿真模型的准确性;以车身质心俯仰振动角加速度均方根值和垂向振动加权加速度均方根值最小化为优化目标,以多连杆悬架系统硬点的坐标为设计变量,采用NSGA-Ⅱ遗传算法完成多连杆后悬架系统的多目标优化。结果表明,优化后整车俯仰振动角加速度均方根值降低了24.0%,垂向振动加权加速度均方根值降低了39.2%,提高了摩托车的行驶平顺性,具有重要的工程应用价值。

X80管线钢组织热稳定性研究

X80管线钢主要用来制造输送石油、天然气等物质的输送管道及与之配套的各种管件的系列钢种,为了研究X80管线钢组织的热稳定性,分别选用900℃、1000℃、1100℃、1200℃四种不同的温度对X80管线钢进行处理并对其晶粒度、组织、硬度以及弯曲性能进行测试。结果表明,热处理温度从900℃升至1200℃时,其最终组织均为珠光体和铁素体,但其晶粒平均截距从6.9μm增大至25.7μm,增大速率为0.06μm/℃,其硬度从161.5 HV降低至143.8 HV,抗弯强度从125.4 MPa下降至102.4 MPa。

基于ADAMS的巴哈赛车悬架系统仿真设计及优化

悬架系统的性能是影响车辆设计的重要因素之一,对于巴哈赛车前双叉臂式悬架系统,在初始设计优化时未考虑其性能参数偏差值,因此提出对前悬架硬点参数值进行优化设计。在本次研究中,首先利用UG12.0构建悬架模型,基于ADAMS对巴哈赛车的前双叉臂式悬架系统进行仿真设计,通过ADAMS/Insight对悬架硬点参数进行分析,并根据仿真结果对悬架系统参数进行优化。仿真结果表明,经过优化后的悬架系统具有更佳的稳定性和操纵性,解决了前双叉臂式悬架硬点优化的问题。

基于车辆悬架的载荷设计方法

汽车的轻量化设计一直是各大主机厂追求的设计方向,尤其是近几年电动车的发展,市场对续航能力的要求越来越高,而整车重量与续航强相关,因此,轻量化的设计显得尤为重要,而轻量化设计的源头就是悬架的载荷设计。论文基于某多连杆后悬架结构,提出一种载荷设计的方法,综合考虑悬架的载荷分配及运动学特性和动力学特性(KC),通过试验设计(DOE)及最优化设计手段寻求硬点最佳分布,达到降低悬架载荷目的,从而为结构轻量化设计提供良好基础。

弓网接触力和硬点数据的分析与评价方法

通过分析国内外标准中弓网受流检测的主要内容,重点研究了标准中接触力、硬点检测数据的处理和评价方法。针对整车型式试验和联调联试中评价对象的不同,分析了试验数据的特性,提出了不同试验场景中弓网接触力、硬点检测数据的分析方法和评价方法;研究了我国机车车辆整车型式试验和新建线路联调联试中弓网接触力、硬点检测数据分析和评价方法的差异及原因;针对我国现有弓网检测标准体系的不足,提出了后续研究方向和修订建议。

井下防爆无轨胶轮车悬架系统的仿真及优化

为提高车辆的稳定性和平顺性,通过ADAMS/CAR模块建立矿用防爆无轨胶轮车前钢板弹簧悬架模型,分析车轮跳动对前轮外倾角、前轮前束角、主销内倾角、主销后倾角等四个车轮定位参数的影响。通过研究分析,确定了影响前钢板弹簧悬架模型的优化目标为前悬主销后倾角和前束角。采用灵敏度分析法对影响前悬主销后倾角和前束角的主要硬点参数变量进行分析,确定需要优化的关键硬点坐标作为设计变量并对硬点坐标进行优化。优化结果表明,关键硬点位置对车辆钢板弹簧悬架的跳动有很大影响,对关键硬点位置进行优化可以显著减小车辆的跳动,为矿用防爆无轨胶轮车的悬架设计提供了重要依据。

全承载客车底架安装硬点制作精度提升

通过分析全承载客车气囊悬架底架制作过程中现行工艺流程和工装设计的缺陷,提出提高底架各安装硬点制作精度的工艺流程和工装设计优化措施。

基于频谱分析的接触网硬点整治

接触网作为电气化铁路基础设施系统中重要的组成部分,其运行效率和可靠性对整个供电系统的稳定性和经济性产生重要影响。随着运量增加和规模化开行长编组列车以及技术装备的更新迭代,电气化铁路技术装备运营维护压力急剧上升,其中接触网的零部件较为繁杂,现有6C系统可有效监测检测接触网系统的状态,但如何运用监测检测的数据并对其深入挖掘继而指导接触网的维修保养是目前亟待解决的难题。本文根据某线路实际检测数据,运用频谱分析的方法对接触网硬点数据进行研究,并分析硬点产生的原因,为现场克缺提供参考。

浅析接触网硬点对高速铁路的影响

分析高速铁路接触网硬点危害,从设计、选材、施工、维护等方面阐述接触网硬点的成因,对硬点产生机理及目前主流的硬点检测方法进行分析,从接触网的设计和施工等方面提出相应改进建议。

基于电动汽车轮胎异常磨损的悬架硬点优化分析

对电动汽车车身质量增大带来的轮胎异常磨损进行了悬架硬点分析及优化设计。运用Adams/Car建立双叉臂前悬架刚柔耦合虚拟样机模型,验证了车身质量增大会对外倾角与前束角的匹配关系产生影响,也会增大轮胎侧滑。在优化设计中提出选取更多硬点但仅优化其Z坐标的方案,二次优化与初次优化的结果对比表明,方案可行且可大幅降低优化计算量和缩减研发周期,同时优化后的电动车型双叉臂悬架的车轮外倾角与前束角的匹配关系得到了优化、轮胎侧滑量大大减小,有效减轻了轮胎的异常磨损。

电驱动方程式赛车转向操纵稳定性分析

对车辆来说,拥有良好的转向操纵稳定性是至关重要的,对方程式赛车尤为重要,对赛车进行转向操纵稳定性的分析与研究是每一支参赛车队都必须要做的。笔者首先对FSAE大学生方程式赛车在国内外的发展现状和方程式赛车操纵稳定性的影响因素进行简要说明,然后以学校参赛车队设计的电动方程式赛车的转向系统硬点坐标为基础,利用ADAMS/CAR虚拟样机对方程式赛车影响因子进行建模,并针对整车主要影响因子进行仿真分析、试验,输出仿真曲线,借助曲线结果的分析,对赛车操纵稳定性给予评价。

基于硬点断面的某车型紧凑化设计研究

以乘用车侧围门洞的结构特征为研究对象进行紧凑化设计研究,系统阐述了紧凑化设计的原则、方法和技术方案,通过结构拆解获得门洞结构的硬点和断面模型,以硬点驱动断面进行设计,并定义紧凑化系数和建立参数化设计表,兼顾电池布置的可行性及其对门洞设计的影响,以尽可能在有限的整车尺寸范围内实现人机空间最大化,改善上下车方便性,并综合考虑造型、碰撞安全、轻量化等多维度要素。最后,经分析验证确认了设计方法的有效性和可行性。